2023年XR內(nèi)容專題報(bào)告+-+3D內(nèi)容制作與生成產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告

3D內(nèi)容制作與生成產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告@深圳市維深信息技術(shù)有限公司AllRightsReserved本報(bào)告所采取的數(shù)據(jù)均來(lái)自于合規(guī)渠道，研究方法和分析邏輯基于維深信息的專業(yè)理解，準(zhǔn)確的反應(yīng)了作者的研究觀點(diǎn)。本報(bào)告僅在相關(guān)法律許可的情況下發(fā)布和流轉(zhuǎn)，在任何情況下，本報(bào)告中的信息或者表述的觀點(diǎn)均不構(gòu)成對(duì)任何人和任何機(jī)構(gòu)的投資建議。本報(bào)告的信息來(lái)源于公開(kāi)的資料和數(shù)據(jù)庫(kù)，維深信息對(duì)該信息的準(zhǔn)確性、完整性或者可靠性做盡可能的追求但不做任何保證。本報(bào)告所陳列的數(shù)據(jù)和資料、觀點(diǎn)意見(jiàn)和推測(cè)預(yù)測(cè)僅反應(yīng)報(bào)告發(fā)布時(shí)點(diǎn)維深信息的判斷，在不同時(shí)期，維深信息可發(fā)出與本報(bào)告所載的資料、意見(jiàn)及推測(cè)不一致的報(bào)告。維深信息不保證本報(bào)告所含的信息在最新的狀態(tài)，同時(shí)，維深信息對(duì)本報(bào)告所含信息可在不發(fā)出通知的情況下做出修改，讀者可自行關(guān)注和跟蹤維深信息最新更新和修改。本報(bào)告版權(quán)歸屬為維深信息，歡迎研究和引用本報(bào)告內(nèi)容，引用請(qǐng)注明數(shù)據(jù)來(lái)源為"維深信息wellsennXR",對(duì)未注明來(lái)源的引用、盜用、篡改或其他侵犯維深信息著作權(quán)的行為，維深信息將保留追求法律責(zé)任的權(quán)利。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告2華天慧創(chuàng)WLO微型眼動(dòng)追蹤和虹膜識(shí)別共用模組伴隨今年6月AppleVisionPro頭顯設(shè)備的發(fā)布，眼動(dòng)追蹤和虹膜識(shí)別技術(shù)成為了未來(lái)MR領(lǐng)域熱門的需求，華天慧創(chuàng)于2023年10月10日在AR/VR領(lǐng)域首發(fā)，推出全球首創(chuàng)WLO微型眼動(dòng)追蹤和虹膜識(shí)別共用模組。華天慧創(chuàng)科技(西安)有限公司是天水華天電子集團(tuán)新設(shè)立的高科技子公司。公司成立于2018年3月，地處西安經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)。慧創(chuàng)公司總投資23億元，一期面積：15000m2,二期面積：37000m2。公司主要以"晶圓級(jí)微納光學(xué)設(shè)計(jì)&制造"為核心，業(yè)務(wù)范圍主要集中在微納米光學(xué)器件、醫(yī)用內(nèi)窺鏡、光通訊、AR/VR光波導(dǎo)、模組封裝等領(lǐng)域。集光學(xué)設(shè)計(jì)、工藝開(kāi)發(fā)、模組生產(chǎn)為一體，整合光學(xué)與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告3互聯(lián)網(wǎng)信息形式的發(fā)展經(jīng)歷了文字、圖片、視頻三個(gè)階段，這些信息形式都屬于2D內(nèi)容，其發(fā)展的規(guī)律是信息密度、信息承載量越來(lái)越大，2D內(nèi)容進(jìn)化的下一個(gè)方向是3D內(nèi)容，而VR/AR/MR是3D內(nèi)容最核心的硬件載體。隨著XR行業(yè)逐步發(fā)展和成熟，3D內(nèi)容的生產(chǎn)和應(yīng)用必將更為廣泛，產(chǎn)業(yè)即將迎來(lái)真正的爆發(fā)，wellsennXR預(yù)計(jì)到2030年XR領(lǐng)域的3D內(nèi)容制作產(chǎn)業(yè)將達(dá)到480億元規(guī)模。2D內(nèi)容和3D內(nèi)容之間差異在是否有深度信息，是否能構(gòu)建三維模型。視覺(jué)上，觀察3D內(nèi)容會(huì)產(chǎn)生立體視覺(jué)，觀察2D內(nèi)容則不會(huì)。從2D內(nèi)容發(fā)展到3D內(nèi)誤以為被觀察對(duì)象為3D內(nèi)容，這種內(nèi)容包括3D電影、空間視頻、裸眼3D以及全息投影等，其較傳統(tǒng)的2D內(nèi)容會(huì)有更優(yōu)質(zhì)的視覺(jué)體驗(yàn)，隨著蘋果VisionProMR的推出，也將迎來(lái)爆發(fā)。3D內(nèi)容生產(chǎn)目前屬于專業(yè)化生產(chǎn)階段，由專業(yè)從業(yè)人員使用專業(yè)工具制作，應(yīng)用于工業(yè)、影視等專業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)隨著移動(dòng)端配置提升，部分中、高端機(jī)型具備初步實(shí)現(xiàn)3D掃描的可能，朝UGC方向發(fā)展。3D建模方式主要有3D掃描建模、3D軟件建模、AIGC建模。體積視頻拍攝能以三維的方式記錄真實(shí)的動(dòng)態(tài)，其本質(zhì)是構(gòu)建連續(xù)的靜態(tài)3D模型進(jìn)行播放。3D掃描建模方式主要有4種：激光三角測(cè)量掃描、結(jié)構(gòu)光掃描、飛行時(shí)間激光掃描、全局?jǐn)z影測(cè)量。3D軟件建模主要有CAD建模、多邊形建模、數(shù)字雕刻三種類型。AIGC建模以NeRF技術(shù)最為知名，少量圖片或一段文字輸入即可生成3D蘋果3D內(nèi)容生態(tài)局已有初步雛形。蘋果3D內(nèi)容有兩種：空間視頻、3D模型?？臻g視頻使用iPhone主攝、超廣角兩枚相機(jī)拍攝，借助雙眼視差原理提供立體視覺(jué)；蘋果3D模型主要采用LiDAR和攝影測(cè)量技術(shù)，以API的形式提供給開(kāi)發(fā)者使用，制作3D建模軟件。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告4一、3D內(nèi)容發(fā)展概述 6(一)信息載體發(fā)展歷程 6(二)互聯(lián)網(wǎng)信息形態(tài)進(jìn)化趨勢(shì) 7二、3D內(nèi)容形態(tài)與分類 8(一)3D內(nèi)容形態(tài)概述 8(二)2.5D內(nèi)容形態(tài)與分類 (三)3D內(nèi)容形態(tài)與分類 三、3D內(nèi)容生產(chǎn) (二)3D/體積視頻拍攝 (三)3D內(nèi)容創(chuàng)作工具 (四)3D內(nèi)容生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì) (五)全球XR產(chǎn)業(yè)3D內(nèi)容規(guī)模 (六)3D內(nèi)容生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)地圖 四、蘋果3D內(nèi)容生態(tài)布局分析 (一)蘋果空間視頻與3D建模 (二)蘋果3D內(nèi)容生態(tài)布局 維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告5(一)信息載體發(fā)展歷程人類信息傳播的主要載體經(jīng)歷了：語(yǔ)言、文字、照片、視頻，每種新載體的誕生、各個(gè)載體內(nèi)部的發(fā)展，在追求生產(chǎn)效率的同時(shí)都在追求如何更為真實(shí)、形象地反映真實(shí)世界。語(yǔ)言文字照片視頻語(yǔ)言靠聲波傳遞，聲波會(huì)隨距離的增大而衰減，意味著人類用語(yǔ)言進(jìn)行交流有距離限制，超出一定距離便無(wú)法依靠聲波進(jìn)行交流，此外，聲音稍縱即逝，無(wú)法保存。在圖畫基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的文字，打破了這一限制，它能夠?qū)⒄Z(yǔ)言完整記錄下來(lái)，信息能夠跨越時(shí)間和空間得到保存和傳播，所以我們能看到甲骨文、扁鵲醫(yī)學(xué)典籍等的出土，佛經(jīng)才能跨越海洋隨眾僧傳入日本。照片的出現(xiàn)，從視覺(jué)上記錄了某一時(shí)刻的真實(shí)場(chǎng)景，讓信息擺脫了人類大腦的中介，避免了語(yǔ)言、文字描述的失真。連續(xù)的照片組成了視頻，記錄了連續(xù)的時(shí)刻。發(fā)展至今，照片、視頻已成為真實(shí)記錄的最主要手段，能最大程度上實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的再現(xiàn)。載體之間，新的載體信息承載量較前者更為豐富。新載體的誕生與每種載體的內(nèi)部發(fā)展都在追求生動(dòng)形象與臨場(chǎng)感。語(yǔ)言講究繪聲繪色，文字講究信達(dá)雅、畫作講究栩栩如生，照片與視頻追求更高的分辨率以使呈現(xiàn)效果最大可能接近記錄的真實(shí)世界。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告6照片、視頻之后，想要追求更真實(shí)地還原現(xiàn)實(shí)世界，需要呈現(xiàn)照片、視頻未記錄下的信息。單一照片、視頻記錄的是某一時(shí)刻單個(gè)視角下的對(duì)象，觀看者無(wú)法知曉其他角度下的對(duì)象信息，因?yàn)楸挥涗泴?duì)象的縱向信息缺乏，屬于2D內(nèi)容。真實(shí)世界是三維的，以3D內(nèi)容的形式才能進(jìn)行完整的記錄，可供各個(gè)視角進(jìn)行觀察。(二)互聯(lián)網(wǎng)信息形態(tài)進(jìn)化趨勢(shì)通訊技術(shù)和XR終端硬件進(jìn)步，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入3D化時(shí)代。在PC互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，由于算力、儲(chǔ)存、網(wǎng)絡(luò)傳輸速率等影響，互聯(lián)網(wǎng)的信息形式主要是文字和圖片，例如門戶網(wǎng)站、BBS論壇以及Email等，主要內(nèi)容以圖文方式呈現(xiàn)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，手機(jī)成為了核心的信息終端，攝像頭成為了手機(jī)的核心配置之一，通訊技術(shù)，特別是4G,大大的提高了傳輸速率，讓圖片和視頻成為移動(dòng)時(shí)代的主要信息隨著5G時(shí)代的來(lái)臨，深度攝像頭逐步成為標(biāo)準(zhǔn)配置，三維建模和成像技術(shù)的進(jìn)步同時(shí)VR/AR將成5G時(shí)代的通用計(jì)算終端，進(jìn)一步推動(dòng)對(duì)3D內(nèi)容的需求，3D全息技術(shù)將成為5G時(shí)代的核心內(nèi)容形式，互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入3D化時(shí)代，成為構(gòu)建Metaverse沉浸體驗(yàn)的基歷代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展特征PC互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)全真互聯(lián)網(wǎng)Metaverse信息形式文字、圖片視頻、文字、圖片3D全息、視頻、文字、圖片硬件終端個(gè)人電腦手機(jī)VR/AR信息傳輸光纖寬帶3G/4G5G/6G數(shù)字化場(chǎng)景線上線上到線下物理世界到虛擬世界參與度所有人規(guī)則中心化中心化去中心化流量入口門戶網(wǎng)站超強(qiáng)APP超級(jí)Metaverse社區(qū)維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告72D內(nèi)容與3D內(nèi)容差異在于是否有縱向維度的信息，視覺(jué)體驗(yàn)差別在于是否能產(chǎn)生立體視覺(jué)。在2D內(nèi)容向3D內(nèi)容發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了一種中間形態(tài)2.5D內(nèi)容。2.5D內(nèi)容擁有部分3D特征，但無(wú)縱向的深度信息，無(wú)法構(gòu)建三維對(duì)象，本質(zhì)上仍為二維。2.5D內(nèi)容主要有兩種形式，一種以3D電影為代表，特點(diǎn)在于制造類似3D的立體視覺(jué)效果；另一種以全景為代表，特點(diǎn)在于通過(guò)拼接、擴(kuò)大視場(chǎng)角的方式，盡可能以二維形式記錄更多三維空間的內(nèi)容。多數(shù)人都是在2.5D的體驗(yàn)中完成了對(duì)3D的認(rèn)知，將3D和立體視覺(jué)劃上了等號(hào)，但產(chǎn)生了立體視覺(jué)不等于被觀察對(duì)象為3D內(nèi)容，2.5D內(nèi)容雖然讓人產(chǎn)生了一定立體視覺(jué)，但其本質(zhì)上是對(duì)2D內(nèi)容的呈現(xiàn)。1、2D內(nèi)容與3D內(nèi)容差異D是維度Dimension縮寫，2D內(nèi)容與3D內(nèi)容的差異，在于記錄信息的維度。2D內(nèi)容記錄二維信息，3D內(nèi)容記錄三維信息，差異在于被記錄內(nèi)容是否有縱向維度的信息。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告8在二維平面，每個(gè)點(diǎn)都可以用兩個(gè)坐標(biāo)數(shù)值(x,y),也就是二維坐標(biāo)來(lái)確定位置；在三維空間，每個(gè)點(diǎn)都可以用三個(gè)坐標(biāo)數(shù)值(x,y,z)也就是三維坐標(biāo)來(lái)確定位置。2D內(nèi)容與3D內(nèi)容相比，缺少的正是縱向距離坐標(biāo)的信息，也就是常說(shuō)的深度信息。只螞蟻在二維平面，只能沿x、y軸構(gòu)成的平面上、下、左、右爬行，但無(wú)法穿過(guò)這個(gè)面往前、后方向爬行，在立方體中卻可以，因?yàn)榱⒎襟w多了一個(gè)縱向的維度，讓六個(gè)面組合成Z二維平面三維空間照片是某個(gè)視角下，場(chǎng)景中的顏色信息以像素點(diǎn)為單位被記錄在一個(gè)面上，照片上的所有像素點(diǎn)擁有二維坐標(biāo)，這些點(diǎn)集合成了照片上的圖像。點(diǎn)的密度越大，照片對(duì)物體的記錄越詳細(xì)、越真實(shí)，也就是我們常說(shuō)的分辨率的高低。如果我們知道每個(gè)像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)、顏色、亮度等信息(像素點(diǎn)在三維空間對(duì)應(yīng)體素的概念),將這些點(diǎn)集合在一起組合成三維圖像，能從各個(gè)角度觀察對(duì)象。同樣，點(diǎn)的密度越大，記錄的物體越真實(shí)。2、雙眼視差與立體視覺(jué)3D內(nèi)容與2D內(nèi)容相較在視覺(jué)觀察上有一項(xiàng)顯著特點(diǎn)——立體視覺(jué)，也就是我們說(shuō)的立體感。日常生活中接觸的3D,通常是利用雙眼視差“欺騙大腦”產(chǎn)生的真的3D。雙眼視差，指人眼在看向某一物體時(shí)，由于左、右眼處于水平線不同位置，左、右眼擁有不同的觀察視角，物體的反射光線落到左、右眼視網(wǎng)膜成像略有差異，這種差異被稱為視差。大腦接收到視差，會(huì)將不同的成像信息進(jìn)行融合，讓人產(chǎn)生立體視覺(jué)。右眼左眼右眼(一)觀察3D內(nèi)容左眼右眼(二)觀察2D內(nèi)容觀察2D內(nèi)容，無(wú)論從哪個(gè)角度觀察，左、右眼看到的是相同的圖像，無(wú)法形成視差，也不會(huì)產(chǎn)生立體視覺(jué)。生活中接觸的3D多利用雙眼視差，通過(guò)向左、右眼分別投射同一場(chǎng)景下略有差異的二維圖像，大腦誤以為來(lái)自不同視角，讓觀察者產(chǎn)生立體感，認(rèn)為在觀察立體的3D對(duì)象。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告10(二)2.5D內(nèi)容形態(tài)與分類日常生活中我們接觸到的3D多數(shù)情況下是利用了雙眼視差產(chǎn)生立體視覺(jué)的2.5D內(nèi)容，本質(zhì)上呈現(xiàn)的是2D圖像。2.5D內(nèi)容主要呈現(xiàn)：·呈現(xiàn)3D立體視覺(jué)的2D圖像，視覺(jué)內(nèi)容不隨觀看者角度的變化而變化；·呈現(xiàn)3D立體視覺(jué)的2D圖像，視覺(jué)內(nèi)容隨觀看者角度的變化而變化；·通過(guò)擴(kuò)大視場(chǎng)角、拼接的方式，使用2D圖像盡可能記錄更大范圍三維空間的內(nèi)容；2.5D內(nèi)容追求的是視覺(jué)上的3D效果即立體視覺(jué)，或更接近三維信息量的2D圖像，而非真正有深度信息的3D內(nèi)容。3D電影的立體效果是一種錯(cuò)覺(jué)，而不是真實(shí)的深度感，是通過(guò)左、右眼觀看同一場(chǎng)景的不同圖像產(chǎn)生視差，讓大腦誤以為是不同視角的圖像進(jìn)行處理和理解產(chǎn)生的。3D電影在拍攝時(shí)，用雙目相機(jī)或多個(gè)相機(jī)同時(shí)拍攝同一場(chǎng)景，兩個(gè)相機(jī)分別使用不同方向的偏振濾光片，光線按照偏振方向進(jìn)行分離(只有與偏振片相同方向的光線才能透過(guò)),兩個(gè)攝像頭拍攝同一個(gè)場(chǎng)景，捕捉到兩張有差異的圖像。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告11在觀看3D電影時(shí)，會(huì)在屏幕上同時(shí)顯示兩張圖像，3D眼鏡左、右鏡片貼有對(duì)應(yīng)不同方向的偏振濾光片，濾掉相應(yīng)屏幕上另外一個(gè)圖像的光線，大腦會(huì)將左、右眼略有差異的圖像視為來(lái)自不同角度，從而產(chǎn)生立體感。除了使用偏振濾光片，其他方式下的3D電影播放，最終都是在同一幀畫面向左、右眼呈現(xiàn)不同圖像形成雙眼視差，讓用戶產(chǎn)生立體感。3D電視、游戲多依靠屏幕高頻交替播放左、右眼視圖實(shí)現(xiàn)，觀眾戴上主動(dòng)式3D眼鏡，眼鏡片的液晶層在黑色、透明兩種狀態(tài)下迅速切換，具體切換動(dòng)作以屏幕上方的紅外LED燈發(fā)射的紅外信號(hào)作為指示。播放左眼視圖時(shí)，遮擋右眼，播放右眼視圖時(shí)，遮擋左眼，在高速切換下實(shí)現(xiàn)立體視覺(jué)。這種方式也被稱為主動(dòng)快門式3D技術(shù)，佩戴由液晶屏構(gòu)成進(jìn)行主動(dòng)切換的眼鏡稱為主動(dòng)式3D眼鏡，相對(duì)應(yīng)的，普通3D眼鏡則被稱為被動(dòng)式3D眼鏡。這種方式下的立體視覺(jué)效果較好，但對(duì)屏幕刷新率要求較高，需達(dá)120Hz。2、可交互3D顯示器3D顯示器同樣通過(guò)向左、右眼投射不同圖像形成視差，產(chǎn)生立體視覺(jué)。觀眾佩戴3D眼鏡進(jìn)行觀察，當(dāng)觀眾移動(dòng)頭部時(shí)，觀察畫面會(huì)隨角度變化而變化。圖源：網(wǎng)絡(luò)(HPZvr虛擬現(xiàn)實(shí)3D顯示器)維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告可交互3D顯示器立體感相對(duì)普通的3D電影更強(qiáng)，被展示物體在屏幕和雙眼之間呈現(xiàn)，有明顯空間感，可以看到被展示物體的不同側(cè)面，視覺(jué)效果更接近實(shí)現(xiàn)方式：顯示屏內(nèi)置跟蹤功能進(jìn)行空間定位，傳感器會(huì)通過(guò)手寫筆以及3D眼鏡上的跟蹤標(biāo)記對(duì)觀察者定位，再根據(jù)觀察者的頭部移動(dòng)，實(shí)時(shí)生成觀察者視角下的左、右眼視圖，讓觀察者產(chǎn)生立體感。3、裸眼3D顯示器裸眼3D不需要用戶佩戴3D眼鏡即可看到3D效果。相較于3D電影，裸眼3D有更多的角度選擇，用戶可以站在屏幕前的任何角度觀看，不同角度能看到展示對(duì)象的不同面。這種方式下的裸眼3D重點(diǎn)在于屏幕，靠的是屏幕向不同方向發(fā)射不同二維圖像，不同方位下的雙眼能看到不同的圖像，繼而帶來(lái)立體感，展示的圖像仍為二維圖像。光場(chǎng)顯示器是其中一種，例如全息相框LookingGlassPortrait,其光場(chǎng)景顯示器能生成45到100個(gè)視圖并同時(shí)投影，以60FPS刷新率顯示，裸眼看到立體效果，畫面隨觀察角度變化而變化。所拍攝的圖像需由支持捕獲深度信息的相機(jī)拍攝，如搭載LiDAR的iPhone。索尼曾推出一款裸眼3D顯示器SpatialRealityDisplay,在傳統(tǒng)LCD屏上方通過(guò)透鏡使光線發(fā)生折射產(chǎn)生3D效果，從不同角度觀看畫面不同。顯示器上方配備有一枚相機(jī)，進(jìn)行眼動(dòng)追蹤，根據(jù)眼睛觀察的方向和距離對(duì)畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染，以匹配觀察者的視角。演唱會(huì)3D全息投影有多種形式，最簡(jiǎn)單的一種不需要全息技術(shù)，利用雙眼視差即可完成。演唱會(huì)現(xiàn)安裝多臺(tái)投影設(shè)備，從多個(gè)角度投射圖像，讓觀眾站在不同角度，左、右眼都能看不同圖像，產(chǎn)生立體感。部分需要佩戴3D眼鏡，立體維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告13另一種較為常見(jiàn)的方式，是利用激光或LED等光源照射到特殊的透明薄膜，反射到觀眾眼里，呈現(xiàn)立體效果，這種方式下投影的仍然為經(jīng)過(guò)處理的二維圖像而非三維圖像。真正的全息投射的是三維圖像，利用了光的衍射和干涉，例如部分展覽展示中所使用的空氣全息投影，在展示技術(shù)與空間上要求更高。5、全景視頻、VR相機(jī)全景是另一種形式的2.5內(nèi)容，它通過(guò)魚眼鏡頭、拼接，擴(kuò)大視角場(chǎng)，以二維圖像記錄缺乏深度的三維信息。全景視頻由二維視頻拼接成360度全景視角，在VR中播放時(shí)，同樣是左、右眼呈現(xiàn)不同的圖像，借助雙眼視差產(chǎn)生立體視覺(jué)和沉浸感。全景視頻的拍攝可以是單個(gè)相機(jī)拍攝后進(jìn)行拼接，再進(jìn)行視角轉(zhuǎn)換處理，也可以使用立體相機(jī)拍攝，立體相機(jī)有兩個(gè)或多個(gè)攝像頭，對(duì)同一場(chǎng)景同時(shí)進(jìn)行拍攝后拼接，直接為左、右眼獲取不同圖像，無(wú)需后期做視在觀看全景內(nèi)容時(shí)，用戶代入拍攝相機(jī)的視角，包裹在180度/360度二維圖像/視頻當(dāng)中，旋轉(zhuǎn)頭部能看到周圍的景象，在被二維圖像環(huán)繞的場(chǎng)景中也能產(chǎn)生置身于三維世界的臨場(chǎng)感。當(dāng)視場(chǎng)角擴(kuò)大到一定程度時(shí)，全景內(nèi)容觀看時(shí)VR發(fā)展早期，全景是VR最豐富、最主要的內(nèi)容填充，部分全景相機(jī)會(huì)直接稱作VR相機(jī)，后期全景相機(jī)針對(duì)VR作出優(yōu)化，有了針對(duì)VR拍攝照片、視頻的VR相機(jī)，本質(zhì)上仍為全景相機(jī)，但在VR播放適用性上要比全景相機(jī)更方便。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告14全景相機(jī)拍攝完成后，還需要使用專門的軟件進(jìn)行拼接、校正，VR相機(jī)則可以直接將拍攝的視頻、照片上傳至VR設(shè)備進(jìn)行觀看，無(wú)需后期處理。VR通過(guò)兩枚攝像頭共同拍攝記錄同一場(chǎng)景，采用"視角重疊"技術(shù)將不同視角的圖像合成全景圖像，可以直接輸出。以VR180度相機(jī)開(kāi)飛為例，采用雙魚眼鏡頭拍攝，分別為左、右眼獲取圖像，拍攝內(nèi)容也無(wú)需拼接，可以一鍵上傳和直播，相比普通全景相機(jī)更為方便且適用于VR。從開(kāi)飛現(xiàn)有VR內(nèi)容播放效果看，與普通2D視頻相比，觀看時(shí)會(huì)有一定立體感，拍攝場(chǎng)景錄入了房間墻壁折角位置，視覺(jué)上，播放屏幕與視頻背景形成"盒子",也會(huì)產(chǎn)生一定空間感。視頻與眼部距離相對(duì)較近且固定，視頻進(jìn)行了放大，撐滿180度總結(jié)：3D內(nèi)容的制作與展示相對(duì)復(fù)雜，多數(shù)人是在2.5D內(nèi)容的接觸下完成了對(duì)3D的認(rèn)知，對(duì)3D內(nèi)容的認(rèn)識(shí)停留在視覺(jué)上的立體感。2.5D內(nèi)容本質(zhì)上是二維信息的記錄，無(wú)法真正作為3D素材使用，比如3D打印、模型制作等等。但2.5D內(nèi)容在2D的基礎(chǔ)上豐富了我們的視覺(jué)體驗(yàn)，帶我們朝真正的3D內(nèi)容體驗(yàn)邁進(jìn)一步。2.5D內(nèi)容裸眼3D部分全息投影全最視頻50電影30電視/游觀棵眼3D屏交互式3D屏投影儀投影全景相機(jī)VR相機(jī)效果圖原理雙目視差雙目視差雙目視雙目視差*傳感器定位雙目視差拼接+雙目視差拼接·雙目視差呈現(xiàn)效果有-不同視角卷內(nèi)容無(wú)差別。式3D眼鏡觀看，較好，不同視角看內(nèi)容無(wú)差別。不用佩戴3D眼鏡不同角度觀看，不同角度觀看屏幕，能看到物體不同側(cè)面，在屏幕和人立體展不同角度看到不同側(cè)面，可用搭配的筆進(jìn)行交互。不用佩戴3D眼鏡，觀眾站在任何角度都可以看到有立體感的展示對(duì)象。用戶可以看到整個(gè)場(chǎng)景的全部山果在VF560度觀卷，會(huì)有定的立體感，但不能在其中移動(dòng)。用戶可以看到整個(gè)場(chǎng)景的全部，如果/Dhz度觀看，會(huì)有-一定的立體感，但不能在其中移動(dòng)，如何實(shí)現(xiàn)抱題時(shí)從不同規(guī)角搶冊(cè)兩金圖償，像，最終分別星現(xiàn)在左、右眼。屏慈以高制新率(>120Hz)依次L*U右眼，反之亦然。屏幕向不同方向發(fā)射不同的二顯示屏內(nèi)置跟蹤功能，眼鏡兩側(cè)安裝傳成器。屏察獲取頭部1右眼視圖。多個(gè)位置安裝投多角圖修技用宋高憑閱角度態(tài)用有呢等照片到透明薄膜反射至觀眾眼里。單個(gè)或多個(gè)相機(jī)拍攝后拼接成完的動(dòng)景，在VK中播放!星現(xiàn)不體感。通過(guò)不同視角擦像頭共同拍攝記錄同場(chǎng)景，采用”視角重疊“技術(shù)將接輸出在VR中播放應(yīng)用場(chǎng)景電影電視展覽展示展覽展示演唱會(huì)、音樂(lè)會(huì)VRVR維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告15真正的3D內(nèi)容記錄三維信息，能夠構(gòu)建三維模型，可以360度查看。它可以是存在于電腦中的模型，也可以是3D形式下錄制的一段視頻。3D內(nèi)容與2.5D內(nèi)容相比，劣勢(shì)在于難以三維形式記錄和展示動(dòng)態(tài)3D內(nèi)容，產(chǎn)生有視覺(jué)沖擊力的立體視覺(jué)。3D內(nèi)容主要切實(shí)投入生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、建筑、3D打印等多領(lǐng)域，在展示上，除去VR/AR鮮少能以三維狀態(tài)出現(xiàn)在日常生活中，多以3D模型的形式存在于電腦端，或最終化為游戲、動(dòng)畫的一部分以二維圖像的形式出現(xiàn)在手機(jī)、電腦端。根據(jù)3D內(nèi)容的制作，將3D內(nèi)容分為靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩種。1、靜態(tài)3D內(nèi)容3D模型是最典型、應(yīng)用最廣泛的靜態(tài)3D內(nèi)容，制作方式較為成熟，主要有3種方式：3D掃描建模、3D軟件建模、AIGC建模。構(gòu)建好的靜態(tài)模型可以直接用于展示，用于多角度查看，可以打印成實(shí)物。靜態(tài)模型也可以作為素材通過(guò)后期處理制作成動(dòng)態(tài)內(nèi)容，最終通常不以三維的形式呈現(xiàn)。靜態(tài)3D內(nèi)容廣泛應(yīng)用于3D打印、游戲、影視、醫(yī)療、教育、建筑、電商等產(chǎn)業(yè)。在影視、游戲中應(yīng)用時(shí)，后期處理做成動(dòng)畫，起增加真實(shí)感的作用，最終會(huì)化為一幀幀的二維圖像出現(xiàn)在電視、手機(jī)等屏幕。3D內(nèi)容常見(jiàn)應(yīng)用領(lǐng)域維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告162、動(dòng)態(tài)3D內(nèi)容動(dòng)態(tài)3D內(nèi)容分為兩種，一種是先構(gòu)建好靜態(tài)的3D模型，后期通過(guò)軟件制作成的動(dòng)態(tài)內(nèi)容；第二種是直接記錄動(dòng)態(tài)的三維影像，以體積視頻為主，通過(guò)環(huán)繞的數(shù)枚相機(jī)同步錄制，本質(zhì)是一連串靜態(tài)3D模型的播放。靜態(tài)3D模型的制作無(wú)時(shí)間概念，但體積視頻在錄制時(shí)，需要捕捉每個(gè)時(shí)刻下目標(biāo)對(duì)象的三維信息。同一時(shí)刻，單枚相機(jī)只能記錄一個(gè)角度的信息，體積視頻通常采用全方位數(shù)個(gè)專業(yè)相機(jī)對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行環(huán)繞，同時(shí)采集。采集的三維信息將構(gòu)建成一個(gè)個(gè)的靜態(tài)3D模型，最終組成連續(xù)時(shí)刻的動(dòng)態(tài)三維影像，可任意角度察看。體積視頻錄制好后，可進(jìn)行后期完善、編輯，應(yīng)用于娛樂(lè)影視、數(shù)字人創(chuàng)作、教育等領(lǐng)域。2021年Unity推向面向職業(yè)體育賽事的直播平臺(tái)Metacast,提供交互式3D直播內(nèi)容，用戶可以調(diào)整為任意角度觀看比賽。3、3D內(nèi)容的三維展示TheRelightable3D內(nèi)容與2.5D內(nèi)容相較在展示上缺乏條件，通常通過(guò)二維屏幕進(jìn)行查看，僅全息投影、VR/AR以及等少數(shù)技術(shù)手段能以三維的形式展示3D內(nèi)容，獲得與2.5D相似的立體視1)全息投影真正的全息投影技術(shù)利用光的衍射和干涉制作三維圖像，2.5D方式下的全息只是借助雙目視差在一定程度上模擬了全息投影的最終效果。以空氣全息投影技術(shù)為例，先使用分束器將激光光束分為兩道光束，其中一道光束經(jīng)過(guò)全息板，另一道光束無(wú)需經(jīng)過(guò)。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告17經(jīng)過(guò)全息板的光束會(huì)在空氣中發(fā)生衍射和干涉，形成三維的全息圖像，另一個(gè)光束不經(jīng)過(guò)全息板，作為參考光束直接射向空氣，用來(lái)穩(wěn)定干涉條紋、增強(qiáng)干涉效果。這種真正的全息技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，對(duì)穩(wěn)定的空氣流動(dòng)環(huán)境、光源、投影材料的精密調(diào)節(jié)、調(diào)制都有較高要求，較少應(yīng)用在演唱會(huì)等大型開(kāi)放場(chǎng)景。更為常見(jiàn)的，是在封閉的透明柜當(dāng)中進(jìn)行展示。2)VR/ARVR/AR頭顯是目前最為常見(jiàn)，能進(jìn)行三維展示的設(shè)備。借助VR不僅僅能夠觀看3D內(nèi)容，而且能夠與3D內(nèi)容產(chǎn)生空間關(guān)系，在3D內(nèi)容當(dāng)中自由行走、交互，宛如在現(xiàn)實(shí)的世界當(dāng)中；AR則可以將3D內(nèi)容放置在真實(shí)的空間當(dāng)中，進(jìn)行觀察、交互。VR/AR需要佩戴頭顯，佩戴VR頭顯還會(huì)將真實(shí)世界隔絕在外，在佩戴與感官上會(huì)產(chǎn)生一定負(fù)擔(dān)。除此之外，光場(chǎng)顯示等前沿技術(shù)也可用于三維圖像的展示，如谷歌2021年曝光的光場(chǎng)景顯示器Starline,展示亭配備十多個(gè)深度傳感器和攝像頭捕捉三維圖像，并實(shí)時(shí)壓縮、傳輸，顯示在光場(chǎng)顯示器，視頻中對(duì)象的人宛如就坐在對(duì)面。但該技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度較大，仍處維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告18三、3D內(nèi)容制作與生成近年元宇宙的大熱，VR/AR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及人們?cè)谝曈X(jué)上追求更逼真、更高維度的信息呈現(xiàn)效果，都促使3D內(nèi)容需求愈發(fā)緊張。AIGC大模型的接連問(wèn)世也引發(fā)了人們對(duì)3D內(nèi)容生產(chǎn)主要有兩種方式：3D建模與體積視頻的拍攝。3D模型構(gòu)建好后可根據(jù)需求使用多種工具進(jìn)行加工創(chuàng)作，體積視頻本質(zhì)上是一連串靜態(tài)3D模型構(gòu)成的動(dòng)態(tài)3D內(nèi)容。目前3D內(nèi)容仍屬于專業(yè)化生產(chǎn)，以專業(yè)從業(yè)人員使用專業(yè)工具生產(chǎn)為主。3D內(nèi)容生成首要步驟是通過(guò)3D建模獲得原始3D素材，3D建模主要有三種方式：3D掃描建模、3D軟件建模，以及AIGC建模，所有方式下構(gòu)建的模型都可以使用3D建模軟3D掃描建模依靠掃描儀等硬件設(shè)備以真實(shí)物體為對(duì)象通過(guò)掃描獲取三維信息；3D軟件建模依靠建模軟件使用幾何元素從零繪制三維模型，可以實(shí)物為參考，也可根據(jù)想3D掃描建模以真實(shí)物體、環(huán)境為目標(biāo)對(duì)象，通過(guò)3D掃描儀等設(shè)備進(jìn)行掃描獲取目標(biāo)對(duì)象的三維信息，計(jì)算機(jī)利用這些三維信息進(jìn)行三維重建，建立與目標(biāo)對(duì)象一致的三維模維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告193D掃描獲取的三維信息主要為幾何信息(形狀、尺寸、表面幾何特征等),其次是紋理信息(顏色、光澤度、反射率等)、顏色信息(顏色分布、亮度、飽和度等)。這些三維信息通常以點(diǎn)為單位獲取，被稱為點(diǎn)云數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)當(dāng)中，最需要獲取的是幾何信息，幾何信息通過(guò)計(jì)算各個(gè)點(diǎn)位到3D掃描儀的距離也就是物體的深度信息來(lái)確定。3D掃描建模主要有4種方式：激光三角測(cè)量掃描、結(jié)構(gòu)光掃描、飛行時(shí)間(ToF)激光掃描，以及全局?jǐn)z影測(cè)量。3D3D掃描建模4種方式3D掃描儀投射器發(fā)射的每一束激光對(duì)應(yīng)目標(biāo)物體表面一個(gè)點(diǎn)位，不同點(diǎn)位的位置、顏色等信息有差異，激光反射后發(fā)生變化，計(jì)算機(jī)根據(jù)其返回速度、返射角度、反射程度、顏色等變化，借助三角測(cè)量、相位差等計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)位的三維信息。這些帶有三維數(shù)據(jù)信息的點(diǎn)的集合也就是點(diǎn)云，所攜帶的數(shù)據(jù)就是點(diǎn)云數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將用于構(gòu)建目標(biāo)物體的三維模型。點(diǎn)云并非只能通過(guò)投射器發(fā)射光獲得，部分3D掃描儀如全局?jǐn)z影測(cè)量通過(guò)相鄰照片特征點(diǎn)的提取等方式獲得點(diǎn)云信息構(gòu)建三維模型。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告20·激光三角測(cè)量掃描、結(jié)構(gòu)光掃描、飛行時(shí)間(ToF)激光掃描，通過(guò)投射器向目標(biāo)發(fā)射激光(部分不使用激光作為光源),激光遇到目標(biāo)物體發(fā)生反射由攝像頭捕獲，計(jì)算機(jī)根據(jù)反射激光飛行時(shí)間、角度等變化等計(jì)算出三維信息，獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)。·全局?jǐn)z影測(cè)量使用相機(jī)拍攝全部角度照片，對(duì)照片進(jìn)行特征點(diǎn)提取，通過(guò)匹配相鄰照片特征點(diǎn)計(jì)算視差(兩個(gè)圖像對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的水平位移),借此計(jì)算三維信息，獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)。根據(jù)反射光所攜帶的信息計(jì)算出點(diǎn)云數(shù)據(jù)合適的環(huán)境光條不易掃描的物體表面噴上顯色劑掃描儀投射器向目標(biāo)物體投捉反射光處理和優(yōu)化(去噪、修復(fù)、優(yōu)化等)接成三維點(diǎn)云圖形為獲取準(zhǔn)確的顏色信息，3D掃描儀通常會(huì)集成一枚RGB相機(jī)配合使用，或者掃描后，另外用相機(jī)拍攝高清彩色照片，后期使用軟件將掃描模型與彩色照片生成的模型進(jìn)行對(duì)激光反射或CCD攝像頭在掃描時(shí)可進(jìn)行顏色采集，但信息并不準(zhǔn)確，例如，激光反射所獲得的色彩是激光與環(huán)境光共同照射下呈現(xiàn)的顏色，CCD攝像頭色彩還原能力較弱，因此彩色3D掃描儀通常會(huì)集成RGB相機(jī)。1)激光三角測(cè)量掃描激光三角測(cè)量掃描儀的發(fā)射激光的投射器與接收反射光的相機(jī)通常呈一定夾角，投射器發(fā)出的激光碰到物體反射回來(lái)由相機(jī)捕獲，根據(jù)相機(jī)偏移角度與激光光源位置，可被掃描對(duì)象表面激光三角測(cè)量掃描儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、掃描速度快，精度高，在建筑、制造、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。·優(yōu)點(diǎn)：精度可達(dá)亞毫米級(jí)別，暗光環(huán)境可工作·缺點(diǎn)：測(cè)量距離加大精度迅速下降2)結(jié)構(gòu)光掃描結(jié)構(gòu)光掃描，掃描儀投射器向被掃描對(duì)象發(fā)射具有一定結(jié)構(gòu)特征(光點(diǎn)、光條、光面)的光，光遇到目標(biāo)對(duì)象表面，結(jié)構(gòu)形狀和位置會(huì)發(fā)生變化，攝像頭對(duì)反射回來(lái)的結(jié)構(gòu)光進(jìn)行采集，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)光的變化計(jì)算深度信息。(一)單目結(jié)構(gòu)光維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告22單枚相機(jī)搭配投射器測(cè)量深度通常采用這種方式獲取深度信息，稱為單目結(jié)構(gòu)光。使用兩枚相機(jī)時(shí)，結(jié)構(gòu)光搭配雙目視覺(jué)應(yīng)用較多，在雙目視覺(jué)的基礎(chǔ)上采用結(jié)構(gòu)光作為光源。雙目視覺(jué)利用兩枚相機(jī)在同一時(shí)間對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行拍攝，得到兩張不同視角的圖像，通過(guò)對(duì)兩張圖像特征點(diǎn)的提取、匹配，結(jié)合相機(jī)的焦距計(jì)算對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)差值得到視差，再通過(guò)視差計(jì)算物體在相機(jī)坐標(biāo)中的深度。在3D掃描建模方式中，與雙目視覺(jué)原理相似通過(guò)拍攝的方式獲取深度信息構(gòu)建建模的方法稱為(全局)攝影測(cè)量。A角度拍攝B角度拍攝A角度拍攝B角度拍攝<雙目視覺(jué)對(duì)目標(biāo)物體表面的紋理和表面特征要求較高，易受到環(huán)境光影響，特征點(diǎn)匹配還需要大量計(jì)算，會(huì)導(dǎo)致最終結(jié)果的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性不夠高。更常見(jiàn)的，是雙目搭配結(jié)構(gòu)光，也就是雙目結(jié)構(gòu)光。雙目結(jié)構(gòu)光通過(guò)投射器向目標(biāo)物體發(fā)射散斑、條紋等結(jié)構(gòu)光，兩枚攝像頭對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行拍攝，再對(duì)所拍攝的結(jié)構(gòu)光圖像進(jìn)行立體匹配，獲取三維信息。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告23被掃描對(duì)象(二)雙目結(jié)構(gòu)光雙目結(jié)構(gòu)光相較于單目結(jié)構(gòu)光測(cè)量更準(zhǔn)確，精度更高，測(cè)量距離范圍也更廣。除了雙目，結(jié)構(gòu)光也可搭載多個(gè)相機(jī)進(jìn)行測(cè)量，組合成多目。結(jié)構(gòu)光可以是普通白光，也可以是激光，使用激光可獲得更高的精度與更好的表面質(zhì)量，使用白光，掃描速度更快、成本更低。掃描儀根據(jù)需求與定位，會(huì)選擇不同的發(fā)射光。激光與白光也會(huì)搭配使用，以補(bǔ)充光源。不同顏色的激光波長(zhǎng)不同，掃描距離、精度、對(duì)人眼的傷害程度有差異。目前手機(jī)前置攝像頭用于人臉識(shí)別的掃描技術(shù)通常采用結(jié)構(gòu)光，使用白光作為光源成本相對(duì)于激光更低，且易集成至手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備中。·優(yōu)點(diǎn)：精度可達(dá)亞毫米級(jí)別，掃描效率高，能自動(dòng)生成三維模型，技術(shù)成熟·缺點(diǎn)：受環(huán)境光影響較大，精度會(huì)隨距離增加減弱維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告24n—n—3)飛行時(shí)間激光掃描ToF全稱TimeofFlight,即飛行時(shí)間，指根據(jù)激光的飛行時(shí)間計(jì)算深度信息。根據(jù)時(shí)間計(jì)算方式的差異，ToF分為兩種：dToF、iToF。直接飛行時(shí)間法，投射器發(fā)射脈沖激光，通過(guò)直接計(jì)算激光發(fā)射到接收器接收反射激光所用時(shí)間計(jì)算深度信息；w間接飛行時(shí)間法，投射器發(fā)射調(diào)制后的光波(如正弦光波),通過(guò)計(jì)算發(fā)射的光波與反射回來(lái)的光波間的相位差來(lái)間接計(jì)算時(shí)間。iToF也有少量使用脈沖激光，此時(shí)計(jì)算的是脈沖信號(hào)的相位差?！蘢ToF測(cè)距精度高，功耗小，響應(yīng)速度快，測(cè)量距離遠(yuǎn)，抗環(huán)境光干擾強(qiáng)，但集成難度大，成本高，成像分辨率較低；iToF測(cè)距精度高，但精度會(huì)隨著距離的增加而同步減弱，圖片分辨率較高，技術(shù)成熟，容易集成，功耗大。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告25飛行時(shí)間(ToF)掃描建模ToFToF直接飛行時(shí)間(dToF)間接飛行時(shí)間((ToF) ·· 特點(diǎn)特點(diǎn)脈沖成像分辨率較低(通常小于320*240)直接測(cè)量，響應(yīng)速度快抗環(huán)境光干擾強(qiáng)集成難度高，成本更高功耗更低應(yīng)用功耗低、體積小，適合工業(yè)機(jī)器人等需要快速進(jìn)行測(cè)距、壁障檢測(cè)，抗環(huán)境光干擾表現(xiàn)好，戶外應(yīng)用特定頻率調(diào)制波(如正弦波) ·圖像分辨率較高(大多能達(dá)到640*480) AR濾鏡，后置攝像頭基本同樣采用iToF進(jìn)行深度信息的獲取，僅蘋果開(kāi)始搭載激光雷達(dá)LiDAR,采用了dToF的方式。部分移動(dòng)端在硬件不具備條件的情況下，則會(huì)在算法層面采用背景虛化等方式模擬深度信蘋果從iPhone12開(kāi)始為所有移動(dòng)端Pro機(jī)型搭載LiDAR,采用LiDAR+索尼dToF模應(yīng)用虛實(shí)融合效果也會(huì)更加穩(wěn)定、真實(shí)。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告26·優(yōu)點(diǎn)：精度達(dá)到亞毫米級(jí)別，抗環(huán)境光干擾性較好，體積小，暗光表現(xiàn)好·缺點(diǎn)：分辨率相對(duì)更低，成本較高4)全局?jǐn)z影測(cè)量全局?jǐn)z影測(cè)量也簡(jiǎn)稱攝影測(cè)量，通常采用高精度的相機(jī)拍攝被測(cè)物體所有角度的二維照片，再對(duì)拍攝的相鄰照片特征點(diǎn)的提取與匹配，計(jì)算出圖像的視差，再采用三角測(cè)量技術(shù)計(jì)算三維坐標(biāo)。與雙目視覺(jué)獲取深度信息方式相同。全局?jǐn)z影測(cè)量既可以是單枚相機(jī)，也可以是多枚相機(jī)。拍攝時(shí)，相鄰照片之間重合部分需達(dá)60%以上，才能獲得較好效果，拍攝量較大。全局?jǐn)z影測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)在于能以特別高質(zhì)量的紋理再現(xiàn)物體，但對(duì)被掃描物體的表面有較高要求，紋理清晰豐富的物體能得到較好結(jié)果，紋理缺乏的物體則會(huì)出現(xiàn)難以識(shí)別的問(wèn)題?！?yōu)點(diǎn)：掃描結(jié)果細(xì)節(jié)紋理質(zhì)量高，適合大型物體掃描·缺點(diǎn)：受環(huán)境光影響大，耗時(shí)，設(shè)備成本高維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告27全局?jǐn)z影測(cè)量經(jīng)常會(huì)與其他3D掃描方式相結(jié)合，以減少誤差，增加準(zhǔn)確性。3D掃描儀為使掃描數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，會(huì)人工在被掃描物體表面貼上標(biāo)記點(diǎn)，在掃描過(guò)程中，標(biāo)記點(diǎn)會(huì)在邊識(shí)別邊添加時(shí)產(chǎn)生誤差并不斷累計(jì)。引入全局?jǐn)z影測(cè)量后可先獲取物體表面所有標(biāo)記點(diǎn)，3D掃描儀掃描時(shí)將獲得的標(biāo)記點(diǎn)與全局?jǐn)z影測(cè)量的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行匹配，用來(lái)作為被測(cè)物體的全局定位信息，獲取掃描儀與被掃描物體的空間位置關(guān)系，最后通過(guò)識(shí)別結(jié)構(gòu)光變化獲得物體輪廓的三維數(shù)據(jù)。全局?jǐn)z影測(cè)量與其他3D掃描方式集成在同一個(gè)設(shè)備時(shí)，相機(jī)可以是分開(kāi)單獨(dú)使用，也可以復(fù)用，比如兩枚相機(jī)配合投射器進(jìn)行三維掃描，其中一枚復(fù)用于全局?jǐn)z影測(cè)量。除去專業(yè)掃描儀，蘋果2023年更新的3D建模APIObjectCapture物體捕捉，采用的正是復(fù)合形式：LiDAR+全局?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)，LiDAR能提高精確度，全局?jǐn)z影測(cè)量能較好還3D掃描建模方式目前以雙目結(jié)構(gòu)光較為常見(jiàn)，為獲得更好的掃描效果，揚(yáng)長(zhǎng)避短部分掃描儀會(huì)綜合使用不同的掃描方式，以提高掃描精度，如以結(jié)構(gòu)光掃描為主的掃描儀增加全局?jǐn)z像測(cè)量系統(tǒng)對(duì)掃描儀、掃描物體進(jìn)行精確定位與校準(zhǔn)等。在應(yīng)用領(lǐng)域，3D掃描建模通常為工業(yè)端用戶使用，用于各類模型的制作、設(shè)計(jì)，供專業(yè)使用?，F(xiàn)在，隨著移動(dòng)設(shè)備攝像硬件、軟件性能得到提升，中、高端機(jī)型具備深度信息的獲取能力，可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的3D掃描建模。移動(dòng)端深度信息主要獲取方式為ToF,結(jié)合RGB相機(jī)獲取彩色圖像與ToF獲取的深度信息相融合，結(jié)合算法進(jìn)行優(yōu)化，部分移動(dòng)端會(huì)在算法層面采用背景虛化等方式模擬深度信維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告28激光三角測(cè)量掃描飛行時(shí)間(ToF)激光掃描全局?jǐn)z影測(cè)量掃描dToF(直接飛行時(shí)間)iToF(間接飛行時(shí)間)深度信息獲取投射器發(fā)射激光，激光遇到目標(biāo)單枚相機(jī)，投射器發(fā)射具有一定對(duì)象反射回來(lái)，在相機(jī)感光元件結(jié)構(gòu)特征(光點(diǎn)、光條、光面)成相，不同物體表面的點(diǎn)落不同的光，光投射在物體表面結(jié)構(gòu)發(fā)位置成像，再結(jié)合相機(jī)參數(shù)焦距生扭曲，傳感器接受反射回來(lái)的等，利用三角公式推導(dǎo)距離。結(jié)構(gòu)光，通過(guò)計(jì)算結(jié)構(gòu)的變化計(jì)算目標(biāo)深度信息。兩枚相機(jī)，在雙目視覺(jué)的基礎(chǔ)上采用結(jié)構(gòu)光作為光源，兩枚相機(jī)同一時(shí)間拍攝圖像，通過(guò)對(duì)兩張圖像特征點(diǎn)的提取、匹配，結(jié)構(gòu)相機(jī)參數(shù)計(jì)算視差，進(jìn)一步計(jì)算深度信息。dToF:Direct-ToF,直接飛行iToF:IndirectToF,間接飛行時(shí)通過(guò)計(jì)算激光碰到目標(biāo)表面反射(如正弦波),通過(guò)計(jì)算發(fā)射的回來(lái)所用時(shí)間，確定目標(biāo)對(duì)象深光波與反射回來(lái)的光波間的相位度信息。差來(lái)間接計(jì)算時(shí)間。(少數(shù)使用脈沖激光，測(cè)量脈沖信息相位差)從多個(gè)角度拍攝目標(biāo)對(duì)象，通過(guò)照片的特征點(diǎn)提取、匹配，結(jié)合三角測(cè)量確定目標(biāo)對(duì)象距離深度信息，將照片融合成為三維模型。優(yōu)點(diǎn)精度高，暗光環(huán)境可工作精度高精度高精度高，搞環(huán)境光干擾強(qiáng)精度高、集成簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟紋理質(zhì)量高缺點(diǎn)精度隨距離增大迅速下降易受環(huán)境光影響易受環(huán)境光影響分辨率低，集成難功耗大、誤差隨距離增大受環(huán)境光影響大、耗時(shí)常用場(chǎng)景工業(yè)掃描制造業(yè)、醫(yī)療手機(jī)前置攝像頭人臉識(shí)別手機(jī)后置攝像頭物體識(shí)別、手機(jī)前/后置攝像頭大型物體掃描2、3D軟件建模3D軟件建模需要用戶借助計(jì)算機(jī)軟件，使用點(diǎn)、線、面等基礎(chǔ)幾何元素從零開(kāi)始構(gòu)建三維模型。由3D掃描儀器獲得的三維模型也可導(dǎo)入3D建模軟件進(jìn)行進(jìn)一步的完善與設(shè)計(jì)。根據(jù)構(gòu)建特點(diǎn)的不同，3D軟件建模主要?jiǎng)澐譃槿悾篊AD建模、多邊形建模、數(shù)字雕刻建模。CAD全稱Computer-AidedDesign,指使用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行三維建模，是基于幾何圖形的建模方式，通過(guò)繪制線條、曲面、實(shí)體等元素來(lái)構(gòu)建，是工程師、設(shè)計(jì)師使用最多的3D建模方式，我們?nèi)粘＝佑|的多數(shù)現(xiàn)代產(chǎn)品均使用這種方式建模。CAD建模又稱為參數(shù)化建模，在這種建模方式中，幾何形狀通常由各種基本幾何元素組成，例如點(diǎn)、線、面、體等，這些元素之間通過(guò)參數(shù)和關(guān)系進(jìn)行連接。通過(guò)對(duì)這些參數(shù)和關(guān)系的調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)同幾何形狀的修改和優(yōu)化，不需要手動(dòng)繪制或修改，可以提高建模效率和準(zhǔn)確性，減少重復(fù)工作。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告29這種建模方式需要精確控制模型的形狀與尺寸，設(shè)計(jì)、創(chuàng)建的3D物體具有真實(shí)對(duì)象的所有物體參數(shù)：材質(zhì)、重量、尺寸、光學(xué)參數(shù)等，廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、特點(diǎn)：可以進(jìn)行2D、3D設(shè)計(jì)與繪圖，適用于各個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域；可以進(jìn)行復(fù)雜的幾何 形狀建模，例如曲面、實(shí)體等；可以進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，自動(dòng)化功能能夠批量處理如修改、復(fù)制等重復(fù)性工作；精確度高；支持多種文件格式標(biāo)準(zhǔn)，便于與其他CAD軟件、非CAD2)多邊形建模多邊形建模主要使用三角形、四邊形、五邊形……曲線多邊形等常見(jiàn)多邊形構(gòu)建三維模型。與CAD建模不同，多邊形建模并非基于真實(shí)測(cè)量的物理參數(shù)。動(dòng)畫與視頻游戲工作室利用多邊形建模進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括電影、游戲角色，以及各種各樣的3D資產(chǎn)，例如武器、裝甲、車輛，甚至是整個(gè)虛擬世界等，都由多邊形建模而成。多邊形建模簡(jiǎn)單易學(xué)，適合初學(xué)者。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告30特點(diǎn)：能夠快速創(chuàng)建簡(jiǎn)單的幾何形狀，快速進(jìn)行修改、編輯，自由度、靈活性好可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的造型與動(dòng)畫效果，支持各種紋理貼圖和渲染技術(shù)，以便在游戲或數(shù)字3)數(shù)字雕刻數(shù)字雕刻將3D模型表面的點(diǎn)、線、面元素逐一雕刻、細(xì)化、調(diào)整，讓模型呈現(xiàn)高度逼真的細(xì)節(jié)和紋理。通過(guò)類似畫筆的雕刻工具，用戶可以通過(guò)推、拉、扭曲幾何形狀的各個(gè)部分，操縱多邊形網(wǎng)絡(luò)，也可以額外添加幾何結(jié)構(gòu)，整個(gè)過(guò)程與真實(shí)生活中使用粘土材料進(jìn)行雕刻維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告31相比多邊形建模，數(shù)字雕刻時(shí)需要更加細(xì)致，過(guò)程也更加耗時(shí)，主要應(yīng)用于制作高質(zhì)量游戲角色、動(dòng)作電影等。數(shù)字雕刻也用于完善其他形式完成的3D模型。常用軟件如：在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中，通常需要結(jié)合多種建模方式來(lái)完成復(fù)雜的建模任務(wù)，部分3D建模軟件更為通用，會(huì)同時(shí)提供多種建模方式以及加工完善的功能。綜合來(lái)看，CAD建模適用于需要進(jìn)行復(fù)雜幾何形狀建模的場(chǎng)景，多邊形建模適用于需要快速創(chuàng)建簡(jiǎn)幾何形狀的場(chǎng)景，數(shù)字雕刻適用于模型的細(xì)節(jié)完善。CAD建模和多邊形建模通常用于制作工程圖、建筑模型等，而數(shù)字雕刻則通常用于數(shù)字藝術(shù)品、游戲角色、建筑模型等領(lǐng)域。方式CAD建模(參數(shù)化建模)多邊形建模數(shù)字雕刻圖示區(qū)別通過(guò)繪制線條、曲面、實(shí)體等元素基于真實(shí)物理參數(shù)構(gòu)建，元素之間通過(guò)參數(shù)和關(guān)系進(jìn)行連接，調(diào)整參數(shù)和關(guān)系即可對(duì)幾何主要使用三邊形、四邊形等多種常見(jiàn)多邊形構(gòu)建，無(wú)需基于真實(shí)測(cè)量的物對(duì)3D模型表面的點(diǎn)、線、面元素逐一雕刻、細(xì)化、調(diào)整，可對(duì)幾何形狀各個(gè)部分進(jìn)行調(diào)整，與真實(shí)雕刻相似。特點(diǎn)·可進(jìn)行2D、3D設(shè)計(jì)、繪圖，適用性廣·能批量進(jìn)行修改、復(fù)制等重復(fù)性工作·支持多種文件格式標(biāo)準(zhǔn)·簡(jiǎn)單易學(xué)，合適初學(xué)者·快速進(jìn)行修改、編輯，自由度高、靈活性好·支持各種紋理貼圖和渲染技術(shù)·將模型調(diào)整出高度逼真的細(xì)節(jié)和紋理·CAD建模與多邊形建模通常為靜態(tài)，數(shù)字雕刻可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)效果應(yīng)用廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、游戲設(shè)計(jì)等領(lǐng)域主要用于游戲角色、動(dòng)漫角色、數(shù)字通常用于制作高質(zhì)量數(shù)字藝術(shù)品、游常用軟件AutoCAD、SolidWorks、CATIABlender、3dsMax、MayaZBrush、Mudbox、Sculptris維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告32AIGC全稱ArtificialIntelligenceGeneratedContent,指基于人工智能技術(shù)生成文本、圖片、音頻、視頻、3D模型等內(nèi)容，AIGC的生成過(guò)程主要利用各種類型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型完成，例如OpenAl推出的ChatGPT。文本文本問(wèn)答AIGC3D內(nèi)容生成生成圖像生成AIGC建模則是指利用人工智能技術(shù)構(gòu)建3D模型。AIGC建模主要有以下方式：·直接利用3D數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，生成大模型；·先通過(guò)文本描述利用Al生成2D圖片，再利用2D圖片生成3D模型。1)基于現(xiàn)有3D模型數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練基于現(xiàn)有3D模型數(shù)據(jù)進(jìn)行AIGC建模，需要先使用現(xiàn)有3D模型學(xué)習(xí)三維形狀和紋理等構(gòu)建大模型，再利用大模型進(jìn)行3D模型的生成?；静襟E為：從現(xiàn)有3D模型獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)；再?gòu)慕?jīng)過(guò)處理的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)3D模型的結(jié)構(gòu)和特征，設(shè)計(jì)出合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；再使用3D數(shù)據(jù)對(duì)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，對(duì)模型的參數(shù)、結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整；最后使用訓(xùn)練好的模型根據(jù)給定的3D數(shù)據(jù)生成3D模型。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告33AIGCAIGC建模過(guò)程使用3D數(shù)據(jù)訓(xùn)型型生成3D模型這種方式下的模型訓(xùn)練需要大量現(xiàn)成的3D數(shù)據(jù)和計(jì)算資源，目前3D內(nèi)容數(shù)據(jù)缺乏，豐富度遠(yuǎn)不及圖片等二維內(nèi)容，因此較難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多樣性。直接利用3D數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，生成3D模型的案例：PointNet(斯坦福大學(xué)2017年提出)、PCN(惠普)、3D-EPN(微軟亞洲研究院)。2)文字/圖片生成3D模型基于2D圖片生成3D模型是更受關(guān)注的AIGC3D模型生成方式。2D圖片又可以通過(guò)文本描述由Al生成，因此文本生成3D模型本質(zhì)上也是圖片生成3D模型，很多模型支持文本直接生成3D模型。在傳統(tǒng)建模方式當(dāng)中，全局?jǐn)z影測(cè)量構(gòu)建3D模型的方式便是2D圖片生成3D模型，通過(guò)拍攝大量照片，依據(jù)照片間特征點(diǎn)的視差計(jì)算三維信息，進(jìn)行三維重建。全局?jǐn)z影測(cè)量生成3D模型對(duì)拍攝密度有要求，需要依靠相鄰圖片間重合的特征點(diǎn)獲取視差，相鄰圖片間的重復(fù)覆蓋面積需達(dá)60%甚至70%以上，需要拍攝大量圖片。AIGC生成3D內(nèi)容，僅憑少數(shù)幾張甚至單張圖片即可轉(zhuǎn)換為3D模型，既缺乏足夠多的圖片通過(guò)特征點(diǎn)匹配的方式計(jì)算視差，也缺乏圖片進(jìn)行空白信息的補(bǔ)全。AIGC圖片生成3D模型，采用了不同的方式。世出凈成喻猶形長(zhǎng)而我展心正雀在世應(yīng)其些重度當(dāng)世居下而而常生也成然集思世出凈成喻猶形長(zhǎng)而我展心正雀在世應(yīng)其些重度當(dāng)世居下而而常生也成然集思壹帝色也成心容世用世站香心成凄喻而雞天布高世解長(zhǎng)名以AIGC生成3D內(nèi)容，目前最知名的是NeRF技術(shù)，全稱NeuralRadianceField神經(jīng)輻射場(chǎng)，2020年由來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校、圣地亞哥分校與谷歌的研究者提出，它能夠通過(guò)幾張靜態(tài)的2D圖像，生成所有視角下的2D圖像，構(gòu)建高質(zhì)量3D模型。爆1苦,驗(yàn)噸南家3D掃描建模先獲取了代表三維信息的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，再根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建三維模型。NeRF更為復(fù)雜，在無(wú)法直接獲取三維信息的情況下，需要依靠2D圖像推斷其在三維空間的位置，將數(shù)據(jù)從低維空間映射到更高維的空間。每張2D圖像的拍攝都是在一定觀測(cè)角度下進(jìn)行的，圖像中不同的點(diǎn)位在不同觀測(cè)角度下顏色呈現(xiàn)不同。NeRF在3D坐標(biāo)(x,y,z)基礎(chǔ)上引入了觀測(cè)方向(θ,φ),即5D坐每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)都與該點(diǎn)的顏色等信息——對(duì)應(yīng)，2D圖像每個(gè)像素點(diǎn)的坐標(biāo)與該點(diǎn)的顏色相對(duì)應(yīng)，3D對(duì)象每個(gè)3D點(diǎn)的坐標(biāo)(x,y,z)和觀測(cè)方向(θ,φ)與該角度下觀察的該點(diǎn)顏色和體密度(該點(diǎn)在光照下的明暗程度)相對(duì)應(yīng)。Position+Position+Direction維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告35NeRF從輸入的多個(gè)視角的圖像和相機(jī)拍攝的位姿(包括相機(jī)位置和方向)提取出圖像中每個(gè)點(diǎn)的空間位置和視角特征，映射到三維空間，輸出這些點(diǎn)的顏色和密度值構(gòu)成所得到3D場(chǎng)景點(diǎn)的密度不夠，會(huì)對(duì)每個(gè)體素的顏色和密度進(jìn)行插值補(bǔ)全，即通過(guò)已知相鄰體素的顏色和密度值推斷目標(biāo)體素的顏色和密度值，直至得到整個(gè)3D場(chǎng)景的顏色AIGC使用NeRF類似技術(shù)生成3D內(nèi)容的大模型及廠商舉例：DreamFields,3D建模工具，使用了類似NeRF的方法來(lái)生成3D模型，可以對(duì)模型進(jìn)DreamFusion:文本生成高質(zhì)量2D圖像(基于2D擴(kuò)散模型),再由2D圖像生成3D模型(基于NeRF),最后采用一種新的采樣技術(shù)SDS優(yōu)化3D模型的細(xì)節(jié)和紋理，精度更高。DreamFields使用GAN進(jìn)行訓(xùn)練，DreamFusion使用基于Imagen擴(kuò)散模型的損失函數(shù)來(lái)進(jìn)行損失計(jì)算。PointE是將2D的圖片信息轉(zhuǎn)化為3D空間中的點(diǎn)云，再通過(guò)算法優(yōu)化生成3D模型。能夠快速生成高質(zhì)量3D模型，同時(shí)支持多視角渲染和交互式編輯，且提供豐富的API和示例代碼，方便開(kāi)發(fā)者二次開(kāi)發(fā)、應(yīng)用。Magic3D通過(guò)輸入一張圖片或者一段生成3D模型外觀和形狀的描述，提取圖像或技術(shù)的關(guān)鍵特征。生成器將經(jīng)過(guò)編碼的特征向量作為輸入，輸出3D點(diǎn)云，之后借助使用了類似NeRF方法的優(yōu)化器進(jìn)行優(yōu)化，最后輸出3D模型。AIGC文字/圖片生成3D模型需要大量的資料進(jìn)行訓(xùn)練、優(yōu)化、迭代，從近幾年的發(fā)展速度來(lái)看，構(gòu)建一個(gè)模型的時(shí)間已大大縮短，但目前仍多處于研究階段，多數(shù)未正式維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告363D掃描建模、3D軟件建模、AIGC建模三種不同方式下制作的3D模型，最終都可以使用3D建模軟件進(jìn)行進(jìn)一步的完善和設(shè)計(jì)。(二)3D/體積視頻拍攝體積視頻拍攝是對(duì)真實(shí)對(duì)象動(dòng)態(tài)的錄制。視頻是一組連續(xù)播放的二維圖像，體積視頻則是連續(xù)獲取三維數(shù)據(jù)，構(gòu)建一組連續(xù)的靜態(tài)3D模型，最終組成一段三維影像的過(guò)程。體積視頻的拍攝成本較高，有一定技術(shù)門檻。同一時(shí)刻，一枚相機(jī)只能拍攝一個(gè)角度下的場(chǎng)景，幾十枚相機(jī)將拍攝對(duì)象360度圍繞起來(lái)進(jìn)行拍攝，才能得到同一時(shí)刻下所有角度的信息。體積視頻通常采用由數(shù)枚專業(yè)相機(jī)組成的相機(jī)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行環(huán)繞拍攝。相機(jī)系統(tǒng)通常由RGB相機(jī)和高精度工業(yè)相機(jī)組成，以同時(shí)獲取顏色和深度信息，獲得的信息會(huì)通過(guò)算法實(shí)時(shí)建立模型，再通過(guò)Unity插件等途徑制作成有連續(xù)動(dòng)作的3D視頻。用戶在觀看視頻時(shí)可以將畫面調(diào)整至任何角度觀看。圖源：網(wǎng)絡(luò)(普羅米修斯體積視頻錄制棚)在應(yīng)用上，體積視頻多應(yīng)用于娛樂(lè)影視、教育等方向，如：·2009年導(dǎo)演詹姆斯·弗羅斯特與媒體藝術(shù)家亞倫·科布林合作，3D捕捉湯姆·約克表演的《紙牌屋》的點(diǎn)云制作體積視頻；·2021年，樂(lè)錄影帶導(dǎo)演理查德·李為唱歌手埃米納姆單曲《RapGod》錄制了體積視頻；未來(lái)或應(yīng)用至日常生活中，代替照片、視頻對(duì)我們的生活進(jìn)行記錄。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告37(三)3D內(nèi)容創(chuàng)作工具3D內(nèi)容創(chuàng)作工具指能幫助用戶運(yùn)用3D素材進(jìn)行創(chuàng)作，完成擁有明確主題和目標(biāo)效果(如廣告、電影、游戲等)內(nèi)容的工具。3D內(nèi)容創(chuàng)作工具主要有三類：專業(yè)3D設(shè)計(jì)軟件、3D模型的主要應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)應(yīng)了3D內(nèi)容不同需求下的呈現(xiàn)形式。主要應(yīng)用方向?yàn)椋河螒蜷_(kāi)發(fā)、電影和電視制作、建筑和室內(nèi)設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)和制造、醫(yī)學(xué)和生物科技。游戲開(kāi)發(fā)工業(yè)設(shè)計(jì)和制造游戲開(kāi)發(fā)制作3D產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果圖，3D制作3D產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果圖，3D打印零部件等戲更為逼真醫(yī)學(xué)和生物科技用于人體器官模型等醫(yī)學(xué)和生物科技用于人體器官模型等3D展示或3D打印用以增加逼真的視覺(jué)效果和沉浸式觀影體驗(yàn)建筑和室內(nèi)設(shè)計(jì)為客戶提供更直觀的3D設(shè)計(jì)效果圖這些3D內(nèi)容可以劃分為兩類，一類靜態(tài)的3D模型即可滿足需求，用于3D展示、3D打印，講究還原現(xiàn)實(shí)對(duì)象，以工業(yè)設(shè)計(jì)和制造、醫(yī)學(xué)和生物科技、建筑和室內(nèi)設(shè)計(jì)為代表。的，如游戲(包含VR/AR)、電影(包含VR/AR)等，有明顯的內(nèi)容創(chuàng)作屬性，同時(shí)需要專業(yè)的3D內(nèi)容創(chuàng)作工具如專業(yè)軟件、引擎、編輯器等完成。3D內(nèi)容創(chuàng)作工具主要應(yīng)用于第二種3D內(nèi)容的制作。1、專業(yè)3D設(shè)計(jì)軟件3D模型構(gòu)建好后，需要使用軟件等工具對(duì)3D模型進(jìn)行貼圖，渲染，模擬現(xiàn)實(shí)世界的物理效果，制作動(dòng)畫、交互等，使其更符合真實(shí)世界的運(yùn)行規(guī)則以及設(shè)計(jì)者腦海中的效果。這個(gè)過(guò)程也是3D內(nèi)容創(chuàng)作過(guò)程，通常由多款軟件分工合作完成。這種方式下的內(nèi)容以電影、動(dòng)畫為代表。3D建模軟件通常既提供建模功能，也提供進(jìn)一步的設(shè)計(jì)、制作功能。在內(nèi)容制作過(guò)程中，通常以多款3D制作軟件各顯所長(zhǎng)綜合完成為主，制作過(guò)程是一系列工具的協(xié)同、組合2、開(kāi)發(fā)引擎開(kāi)發(fā)引擎是用于開(kāi)發(fā)各類軟件應(yīng)用的軟件工具，以游戲引擎最為常見(jiàn)，可以理解為一個(gè)封裝了豐富功能的功能庫(kù)，它通過(guò)接口將這些功能提供給開(kāi)發(fā)者，并提供一整套的制作工具供開(kāi)發(fā)者使用，方便開(kāi)發(fā)者進(jìn)行游戲/影視等內(nèi)容的開(kāi)發(fā)。游戲引擎的產(chǎn)生：上世紀(jì)90年代，開(kāi)發(fā)者發(fā)現(xiàn)游戲與游戲間，除了內(nèi)容上的不同，在許多控制與關(guān)卡設(shè)計(jì)上與已有游戲基本相同，開(kāi)發(fā)者便將游戲當(dāng)中這些相同的模塊分享出來(lái)，封裝成一個(gè)個(gè)可以重復(fù)使用的程序模塊通過(guò)功能接口提供給開(kāi)發(fā)者，形成了游戲引擎。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告39具體功能場(chǎng)景編輯器創(chuàng)建、編輯和管理場(chǎng)景中的地形、建筑、植被等元素模型編輯器具體功能場(chǎng)景編輯器創(chuàng)建、編輯和管理場(chǎng)景中的地形、建筑、植被等元素模型編輯器創(chuàng)建、編輯和管理游戲中的3D模型，如導(dǎo)入、導(dǎo)出、編輯、組合等紋理編輯器創(chuàng)建、編輯和管理游戲中的紋理貼圖，包括導(dǎo)入、導(dǎo)出、編輯、裁剪等動(dòng)畫編輯器創(chuàng)建、編輯和管理游戲中的動(dòng)畫效果，包括骨骼動(dòng)畫、形狀關(guān)鍵幀動(dòng)畫等粒子編輯器創(chuàng)建、編輯和管理游戲中的粒子效果，包括火、水、云等物理編輯器創(chuàng)建、編輯和管理游戲中的物理效果，包括碰撞檢測(cè)、重力、摩擦力等腳本編輯器編寫游戲邏輯和腳本，包括C#、JavaScript等資源管理器管理游戲中的各種資源，包括導(dǎo)入、導(dǎo)出、重命名、刪除等引擎的不同功能模塊，能讓一堆靜態(tài)、孤立的3D內(nèi)容等素材，重建為一個(gè)在視覺(jué)、運(yùn)行規(guī)則上與現(xiàn)實(shí)世界接近的模擬版現(xiàn)實(shí)世界。包括通過(guò)渲染讓場(chǎng)景中有光照、陰影，讓不同物體呈現(xiàn)不相應(yīng)的質(zhì)感；通過(guò)動(dòng)畫系統(tǒng)讓角色動(dòng)起來(lái)；通過(guò)物理引擎模擬真實(shí)的物理效果，比如重力、摩擦力、彈力；通過(guò)音頻系統(tǒng)在合適的時(shí)候出現(xiàn)音效；通過(guò)腳本系統(tǒng)讓劇情一環(huán)扣一環(huán)向后發(fā)展……為方便開(kāi)發(fā)者使用這些功能，游戲引擎會(huì)提供更為具體的操作編輯器，提供可視化界面，方便開(kāi)發(fā)者直觀地創(chuàng)建、編輯和管理游戲中的各種資源，如場(chǎng)景、模型、紋理貼圖、開(kāi)發(fā)引擎會(huì)內(nèi)置簡(jiǎn)單的3D建模功能，同時(shí)也提供較為簡(jiǎn)單的立方體、球體等現(xiàn)成的幾何模型供開(kāi)發(fā)者使用，開(kāi)發(fā)者可以從零構(gòu)建3D形象、動(dòng)畫。更多時(shí)候，開(kāi)發(fā)所使用的模型由外部3D建模手段創(chuàng)建好，再進(jìn)行導(dǎo)入直接使用，用來(lái)制作完整的3D內(nèi)容，如游戲、游戲引擎功能模塊與編輯器游戲引擎功能具體功能圖形渲染引擎處理游戲場(chǎng)景的渲染，如光照、陰影、材質(zhì)、特效等物理引擎模擬物理效果，如重力、摩擦力、彈力等動(dòng)畫系統(tǒng)制作動(dòng)畫效果，如角色動(dòng)畫、特效動(dòng)畫等輸入系統(tǒng)處理游戲中的輸入，如鍵盤、鼠標(biāo)、手柄等音頻系統(tǒng)處理游戲中的音頻效果，如音樂(lè)、音效等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多人游戲和在線游戲功能，如網(wǎng)絡(luò)同步、數(shù)據(jù)傳輸?shù)热斯ぶ悄芸刂朴螒蚪巧袨?、調(diào)整游戲難度、生成游戲劇情等用來(lái)實(shí)現(xiàn)游戲菜單、場(chǎng)景UI、提示和消息、技能展示等維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告403、3D內(nèi)容編輯器1)可視化3D內(nèi)容編輯器可視化3D內(nèi)容編輯器，通常無(wú)需代碼基礎(chǔ)，提供可視化界面，用戶直接使用編輯器功能對(duì)3D內(nèi)容編輯、設(shè)計(jì)，完成最終效果。在功能上實(shí)現(xiàn)上，是引擎的簡(jiǎn)化版，包括提供現(xiàn)成的3D模型，可進(jìn)行渲染，制作簡(jiǎn)單的動(dòng)畫等，通常模板性較強(qiáng)，會(huì)針對(duì)某些專業(yè)領(lǐng)域，如醫(yī)療、教育等，提供模板化的素低代碼/零代碼3D內(nèi)容編輯器的好處在于方便、低門檻、開(kāi)發(fā)成本低；缺點(diǎn)在于與開(kāi)發(fā)引擎相比，創(chuàng)作有局限性，只能用于相對(duì)簡(jiǎn)單、非精細(xì)化的內(nèi)容制作，風(fēng)格固定，模板性強(qiáng)，可供自由發(fā)揮的空間有限。在內(nèi)容制作方向，以培訓(xùn)、教育、醫(yī)療、文旅、營(yíng)銷展示等為主。AIGC大模型需要大量的計(jì)算資源與時(shí)間來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練，微軟、英偉達(dá)、Meta等眾多大型公司的AIGC大模型并未正式發(fā)布，仍處于繼續(xù)完善階段。目前一些網(wǎng)站通過(guò)使用較小的模型進(jìn)行訓(xùn)練，或者將已經(jīng)在模型中訓(xùn)練過(guò)的模型(即預(yù)訓(xùn)練模型)進(jìn)行應(yīng)用，已開(kāi)始提供通過(guò)文本/2D圖片生成3D內(nèi)容的AIGC功能。這類AIGC功能相對(duì)有限，用于生成較基礎(chǔ)的3D內(nèi)容，應(yīng)用于后期3D內(nèi)容的編輯、創(chuàng)作。AIGC3D編輯器通常為可視化3D內(nèi)容編輯器新增功能，部分編輯器除了提供無(wú)代碼3D內(nèi)容編輯器，還集成了AIGC功能，根據(jù)用戶需求將2D圖片轉(zhuǎn)3D內(nèi)容，或者通過(guò)輸入文本生成3D內(nèi)容。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告413D內(nèi)容主要應(yīng)用于專業(yè)領(lǐng)域，如影視、工業(yè)、醫(yī)療等，以專業(yè)人員使用專業(yè)工具生產(chǎn)為主，呈現(xiàn)向普通用戶生產(chǎn)過(guò)渡的發(fā)展趨勢(shì)。從文字、圖片等二維內(nèi)容的發(fā)展過(guò)程來(lái)看3D內(nèi)容生產(chǎn)，3D內(nèi)容會(huì)隨著應(yīng)用市場(chǎng)的擴(kuò)大，生產(chǎn)工具便捷性的提升，經(jīng)歷PGC(專業(yè)生產(chǎn)內(nèi)容)——UGC(用戶生產(chǎn)內(nèi)容)——AIGC(Al生產(chǎn)內(nèi)容)發(fā)展過(guò)程。專業(yè)從業(yè)者普通用戶人工智能目前文字內(nèi)容的生產(chǎn)已經(jīng)逐步過(guò)渡到AIGC階段，在AIGC的幫助下完成部分工作，圖片內(nèi)容的生產(chǎn)朝AIGC方向發(fā)展，3D內(nèi)容生產(chǎn)目前處于PGC向UGC階段過(guò)渡。3D內(nèi)容生產(chǎn)流程已較為成熟，高質(zhì)量的3D內(nèi)容由專業(yè)從業(yè)人員，使用專業(yè)工具完成，整體耗時(shí)較長(zhǎng)，門檻較高。UGC階段的來(lái)臨倚仗便攜的生產(chǎn)工具，當(dāng)手機(jī)能像記錄照片一樣較好地記錄三維信息，3D建模軟件朝無(wú)代碼化更進(jìn)一步發(fā)展，UGC將會(huì)迎來(lái)蓬勃發(fā)展。當(dāng)前手機(jī)中、高端機(jī)型已初步具備獲取三維信息的軟、硬件條件，無(wú)代碼3D內(nèi)容編輯器數(shù)量逐漸增多，創(chuàng)作工具日益豐富，部分提供Al技術(shù)將圖片轉(zhuǎn)換為3D模型的服務(wù)。3D內(nèi)另一個(gè)值得重視的點(diǎn)在于3D內(nèi)容的展示工具，除了VR/AR頭顯，3D內(nèi)容當(dāng)前主要使用二維屏幕進(jìn)行查看，缺乏以三維形式進(jìn)行日常便利展示的工具，無(wú)法帶來(lái)真正的3D視覺(jué)維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告42(五)全球XR產(chǎn)業(yè)3D內(nèi)容規(guī)模根據(jù)WellsennXR市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)和相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)前全球XR產(chǎn)業(yè)3D內(nèi)容規(guī)模接近內(nèi)容的生產(chǎn)、應(yīng)用會(huì)迎來(lái)快速發(fā)展期，2030年XR產(chǎn)業(yè)3D內(nèi)容規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)480億元人民幣。200.0隨著VR/AR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，元宇宙等概念爆火，越來(lái)越多的人對(duì)3D內(nèi)容的認(rèn)知與期待加強(qiáng)。今年6月蘋果亮相MR產(chǎn)品VisionPro,成為VR/AR硬件領(lǐng)域新的領(lǐng)頭羊，這一舉動(dòng)很大程度上提振了產(chǎn)業(yè)信心，同時(shí)助力產(chǎn)業(yè)出圈，讓更多人對(duì)VR/AR有了新的認(rèn)識(shí)，對(duì)3D內(nèi)容的需求將隨之?dāng)U大。移動(dòng)端3D掃描硬件條件逐漸增強(qiáng)，中、高端手機(jī)開(kāi)始支持簡(jiǎn)易的3D掃描功能，尤其是將LiDAR與攝影測(cè)量技術(shù)相結(jié)合的蘋果移動(dòng)端，已能快速掃描制作出相對(duì)高質(zhì)量的3D模型，且能應(yīng)用于VR/AR內(nèi)容的制作。這將促進(jìn)3D內(nèi)容的生產(chǎn)與應(yīng)用將朝UGC階段發(fā)展，讓XR產(chǎn)業(yè)3D內(nèi)容規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告43專業(yè)掃描儀移動(dòng)端掃描數(shù)建模多邊形建模雕塑建模開(kāi)發(fā)引擎內(nèi)容編輯器專業(yè)掃描儀移動(dòng)端掃描數(shù)建模多邊形建模雕塑建模開(kāi)發(fā)引擎內(nèi)容編輯器先臨三維先臨三維奧比中光ORBBECAArtec3DnAUTODESKAAUTODESKZWSOFTZBRUSHAAUTODESIAIGCAIGC建模體積視頻拍攝太極圖形太極圖形Converter網(wǎng)易伏羲律學(xué)夜求大學(xué)Stanford8YOOMVIVEDUPANODUX8YOOMVIVEDU3D3D創(chuàng)作工具aCCUPX33DFY.ai維深wellsennXR專題報(bào)告：3D內(nèi)容生成報(bào)告44蘋果3D內(nèi)容生態(tài)圍繞AR的發(fā)展而發(fā)展，以既有移動(dòng)端生態(tài)為中心，采取先軟件，后硬件的策略。先通過(guò)提供開(kāi)發(fā)者工具包的方式培養(yǎng)移動(dòng)端AR開(kāi)發(fā)者，再加強(qiáng)硬件性能，最后推出MR頭顯。3D內(nèi)容是VR/AR重要內(nèi)容素材，蘋果從基礎(chǔ)的3D模型制作，到快速瀏覽、編輯、開(kāi)發(fā)，再到輸出為完整的VR/AR內(nèi)容已初步形成閉環(huán)。(一)蘋果空間視頻與3D建模蘋果3D內(nèi)容分為兩種類型：3D視頻、3D模型。蘋果的3D視頻在發(fā)布會(huì)中稱為SpatialVideo空間視頻，觀察有立體感。蘋果3D模型的制作主要使用了LiDAR與攝影測(cè)量技術(shù)，主要以API的形式提供給開(kāi)發(fā)者，用戶借助移動(dòng)端軟件即可生成了D模型。1、蘋果空間視頻蘋果空間視頻在蘋果開(kāi)發(fā)者文檔中稱為StereoscopicVideo立體視頻，主要借助雙眼視差原理提供立體視覺(jué)。立體視頻播放的每一幀畫面都有一對(duì)壓縮的左、右圖像，兩張圖像略有差異，分別呈現(xiàn)在左、右眼形成視差，讓觀察者產(chǎn)生立體視覺(jué)，與3D電影效果類似。蘋果空間視頻由主攝和超廣角兩枚相機(jī)拍攝。簡(jiǎn)單的立體視覺(jué)效果，兩枚相機(jī)同時(shí)拍攝分別呈現(xiàn)在左、右眼產(chǎn)生視差即可達(dá)